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Technology

Direct Air Capture (DAC) Hochtemperaturverfahren

CO₂ aus der Umgebungsluft entfernen: Hochtemperatur-Sorbentien liefern ~99 % Reinheit für Nutzung oder dauerhafte Speicherung – frei platzierbar.
Date:

Technology Check

Technology Readiness Level (TRL)

How ready is the technology?
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Market Readiness

When will the technology be ready for the market?
Heute
2030
2035
2040

Étendue

In which scope according to the GHG Protocol does the technology operate?
1
2
3

Economic Efficiency

What is the ratio of financial investment to generated benefit?
€
€€
€€€

Definition und Wirk-/Funktionsprinzip

Beim Hochtemperatur-Direct-Air-Capture (DAC) wird CO2 direkt aus der Umgebungsluft durch Chemisorption an festen Metalloxiden oder alkalischen Materialien abgeschieden. Die chemische Bindung ermöglicht eine selektive Abscheidung trotz der sehr niedrigen CO2-Konzentration in der Luft. Zur Regeneration wird das CO2-beladene Sorbens anschließend bei hohen Temperaturen (typisch 600–1000 °C) erhitzt, wobei das CO2 wieder freigesetzt und das Sorbent für den erneuten Einsatz regeneriert wird. 

Das Verfahren beinhaltet folgende Prozessschritte:

  1. Luftkontaktierung: Umgebungsluft strömt über ein festes Sorbent oder durch eine Lösung
  2. CO2-Bindung: CO2 reagiert chemisch mit dem Sorbent.
  3. Regeneration (Hochtemperatur): Erhitzung des Sorbents setzt CO2 frei.
  4. Sorbent-Recycling: Das regenerierte Sorbent wird erneut eingesetzt.

SWOT analysis

What are the current strengths and weaknesses of the technology? What external developments (opportunities, risks) influence the technology?

Strengths

  • Echte Negativemissionen durch dauerhafte CO2-Entnahme
  • Sehr hohe CO2-Reinheit (≈ 99 %) - ideal für Speicherung (DACCS)
  • Geringer Flächenbedarf im Vergleich zu naturbasierten Lösungen
  • Unabhängig von Emissionsquellen, frei platzierbar

Weaknesses

  • Sehr hoher Energiebedarf, insbesondere Hochtemperaturwärme
  • Hohe Kosten (heute 600–1.000 €/t CO2)
  • Materialdegradation der Sorbentien (Sinterung, Zyklusstabilität)
  • Abhängigkeit von CO2-freier Energie für positive Klimabilanz

Opportunities

  • Zentrale Rolle für Net-Zero- und Net-Negative-Ziele
  • Wachsende Märkte für Carbon Removal Credits (CDR)
  • Politische Unterstützung (Förderprogramme, Klimaziele)
  • Kopplung mit erneuerbarer Hochtemperaturwärme (Solarthermie, elektrische Öfen, Wasserstoff)
  • Skalierbarkeit für sehr große CO2-Mengen (Mt/Jahr)
  • Technologischer First-Mover-Vorteil für Industrie und Standorte

Threats

  • Kostenreduktion langsamer als erwartet
  • Konkurrenz durch günstigere CDR-Optionen (BECCS, Niedertemperatur-DAC)
  • Akzeptanzprobleme, wenn als Ersatz für Emissionsvermeidung wahrgenommen
  • Energieknappheit oder steigende Strompreise
  • Risiko von Lock-in-Effekten, falls fossil betriebene DAC-Anlagen entstehen

Erfolgsbeispiel

  • Heirloom Carbon Technologies (USA)
    Technologie: Calcium-basierter DAC (CaO/CaCO3-Zyklus); ~900 °C (Kalzinierung); CO2-Aufnahme erfolgt passiv an der Luft (kein Ventilatorbetrieb); Regeneration in elektrischen Hochtemperaturöfen;Fokus auf dauerhafte CO2-Speicherung (DACCS). Zum Erfolgsbeispiel
  • Carbon Engineering (Kanada): Technologie: Hochtemperatur-DAC mit Kaliumhydroxid-Lösung und Kalzinierung; Demonstration in einer vollintegrierten Forschungs- und Entwicklungsanlage im Innovation Centre in Squamish, British Columbia. Zum Erfolgsbeispiel
  • 1PointFive (USA): Technologie: Hochtemperatur-DAC auf Basis der von Carbon Engineering entwickelten Technologie; mit STRATOS entsteht in Texas die nach Unternehmensangaben weltweit größte DAC-Anlage, ausgelegt auf großskalige CO₂-Abscheidung und geologische Speicherung. Zum Erfolgsbeispiel

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